CN103254803A - 微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，胶膜的主要成分为聚烯烃和带有极性基团改性的聚烯烃的混和物。膜中含有大量直径不超过0.6毫米的闭孔泡。胶膜既柔软，与电池片又有一定的粘结力，可以作为太阳能光伏组件中电池片下侧的用于粘结背板的胶膜使用。

Description

微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜

技术领域

本发明涉及胶膜技术领域，特别涉及太阳能电伏组件用胶膜的技术领域。具体是指微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，可用于太阳能电伏组件中电池片下侧粘结背板用的胶膜。 

背景技术

由于太阳能组件中，需要柔软的胶膜保护电池片，所以人们常用乙烯-醋酸乙烯（EVA）共聚物树脂的胶膜进行封装。用于光伏组件的EVA树脂中VA含量通常在26%～33%之间。EVA树脂不但极性高，透明度也很高，与玻璃粘结性强，又非常柔软，是太阳能光伏组件理想的封装材料。但是VA含量在25%以上的EVA树脂不好生产，且供应不稳定，使EVA胶膜价格波动大。EVA树脂中含有羧酸基团，长期使用EVA胶膜会导致EVA部分降解而产生醋酸，不仅腐蚀电池而且容易产生黄变。美国陶氏公司开发出使用聚烯烃弹性体（POE）为主体的胶膜，但价格贵，使用一直不广泛。 

为了解决存在的上述问题与缺陷，本发明微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，代替了组件中电池片下层的胶膜。由于主体是聚烯烃，长期不易降解，很难产生黄变，不损坏和腐蚀电池。由于是发泡材料，所以本身柔软，重量轻，成本低。本发明可部分代替EVA或者POE，可推广使用。 

发明内容

本发明的目的是以微发泡的聚烯烃胶膜替代太阳能光伏组件中电池片下层的EVA胶膜或POE胶膜。该胶膜设计巧妙，其特点在于：以柔软的聚烯烃为主材料，聚烯烃中有增加粘结力的接枝聚烯烃，并加入一定比例的发泡剂对聚烯烃进行微发泡，使原材料密度大幅度降低。该胶膜柔软度达到或接近高VA含量的EVA，在光伏组件的制造过程中可以粘结EVA胶膜或POE胶膜和背板、电池片和背板，而且重量轻、成本低，是理想的下层胶膜替代品。为了实现上述目的，本发明的微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜采用了如下的技术方案： 

所述微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜采用聚烯烃为主体的发泡材料。聚烯烃包括乙 烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯或辛烯等烯烃中的一种或几种的均聚物、共聚物或是聚合物的共混物。较佳的，共混物的硬度低于80邵尔A。 

所述微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜采用聚烯烃为主的发泡材料，为聚烯烃与带有极性基团改性的聚烯烃的共混物。极性基团可以是但不限于醋酸乙烯、丙烯酸及其酯类、马来酸酐、马来酸酰胺、硅烷或是甲基丙烯酸缩水甘油酯等。极性基团可以单独使用几种一起改性聚烯烃。较佳的，使用一种极性基团改性聚烯烃。 

所述微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，在聚烯烃共混物的熔融范围中，DSC（示差扫描量热法）图谱中反映为融点的最高峰高于90摄氏度。较佳的，DSC反映融点的最高峰高于100摄氏度。更佳的，DSC反映最高峰高于110摄氏度。 

所述微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，发泡方式可以为化学发泡和物理发泡。化学发泡使用的无机化学发泡剂可以是但不限于碳酸氢钠、碳酸铵或亚硝酸钠等，有机发泡剂可以是但不限于4，4’-氧代双苯磺酰肼或偶氮二甲酰胺(AC)类等。化学发泡，按需要还可以加入发泡促进剂、成核剂和交联剂。物理发泡可以是气体发泡或微球发泡，所用的发泡剂可以是但不限于氮气、二氧化碳、戊烷或微孔发泡剂。较佳的，胶膜中的泡为最大直径不大于0.6毫米的闭孔泡。更佳的，胶膜中泡的最大直径不超过0.4毫米的闭孔泡。 

所述微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜中，可以按需要加入抗氧剂、紫外吸收剂、颜料和反光填料等塑料添加剂中的一种或几种，添加比例从0.1%～20%。抗氧剂可以是酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂或亚磷酸类抗氧剂等，紫外吸收剂可以是苯甲酮类或苯并三唑类等。颜料可以是碳黑、钛白粉、锌钡白和硫化锌等。反光填料可以是钛白粉或玻璃微珠等。较佳的，抗氧剂和紫外吸收剂的总含量在0.1%～1%之间，颜料或反光填料的含量在0～20%之间。 

所述微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜的厚度为0.2～1毫米之间。更佳的，厚度在0.3～0.6毫米之间。 

将上述组分充分混合后加入挤出机，通过T形平板模具挤出成膜。混合物离开模具后的一刹那压力释放，材料中产生细小的闭孔泡，从而成为微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜。 

本发明的有益效果在于：本发明通过将主要组分为聚烯烃和带极性基团的聚烯烃混和物进行发泡，从而形成柔软的含有大量闭孔微球的胶膜，胶膜厚度在0.2～1毫米之间，硬度低于80邵尔A，微孔最大直径不超过0.6毫米。由于发泡后微孔中间不是实芯，所以胶膜密度降低，从而成本降低。同时融点高于90摄氏度，高于光伏组件的最高运行温度。由于带极性基团的聚烯烃的存在，该胶膜除了可以与EVA或POE树脂粘结外，还可以和电池片产生一定的粘结力。本发明可以非常理想的替代光伏组件中位于电池片下层的EVA胶膜或POE胶 膜，起到粘结电池片上层胶膜和背板、电池片和背板的作用。 

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。应理解，实施例仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。下列具体实施例中的百分比含量都是重量百分比。 

实施例1： 

成分	比例
		中密度聚乙烯	40%
poE(丁烯)	30%
		EMA(甲基丙烯酸缩水甘油脂改性的聚乙烯)	20%
化学发泡剂	2.5%
		发泡促进剂、成核剂和交联剂	0.5%
反光填料	6.7%
		抗氧剂及紫外吸收剂	0.3%

然后按以下配方通过衣架T型模挤出成膜，加工温度为190摄氏度。膜的厚度为1毫米，泡的最大为0.6毫米。 

实施例2： 

成分	比例
		硅烷接枝的聚烯烃	96.9%
物理发泡剂	3%
		抗氧剂和紫外吸收剂	0.1%

硅烷接枝的聚烯烃为接枝率为3%的聚烯烃弹性体。其余未接枝部分为低密度聚乙烯与聚烯烃弹性的混合物，其中低密度聚乙烯含量为40%。以上配方通过衣架T型模挤出成膜，加工温度为200摄氏度。膜的厚度为0.2毫米。 

实施例3： 

成分	比例
		乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量28%)	60%
低密度聚乙烯	28%
		物理发泡剂	2%
反光填料	9.9%
		抗氧剂和紫外吸收剂	0.1%

[0022] 以上配方通过衣架T型模挤出成膜，加工温度为220摄氏度。膜的厚度为0.5毫米。 

测试以上三个配方的胶膜和TPE结构的背板（3M公司生产的BBF类型背板）和常规的太阳能光伏组件用EVA胶膜的粘接力如下表。粘接工艺为在150摄氏度，抽真空5分钟层压15分钟，使用太阳能电池组件用专用层压机。测试时按如下结构：光伏玻璃、VA含量是32%的EVA胶膜（上海海优威公司生产的S201M）、微孔胶膜（上述实施例）和TPE结构背板（3M公司生产的BBF背板）。 

	实施例1	实施例2	实施例3
				硬度(邵尔A)	68	71	80
与背板粘结力(牛顿/厘米)	＞40	＞40	＞40
				和EVA胶膜粘结力（牛顿/厘米）	＞60	＞60	＞60
密度(克/立方厘米)	＜0.6	＜0.5	＜0.6
				融点(摄氏度)	110	103	92

以上各个数据，符合太阳能电池胶膜对下层胶膜的使用要求。 

综上，本发明的微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜设计独特，构思巧妙，可以作为太阳能电池组件中电池片下层粘结背板用的胶膜，有效地减少了太阳能电池组件中EVA胶膜或POE胶膜的使用。由于密度低，主材料为价格较低的聚烯烃，并且发泡降低成本，使组件成本降低。同时由于太阳能电池组件中电池片的上层仍然使用高VA含量的EVA或POE胶膜，从而不影响阳光的透射到电池片，对太阳能电池性能没有影响，适于大规模推广应用。 

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。 

Claims (6)

1.微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，其特征在于，所述胶膜采用以聚烯烃为主的发泡材料。

2.根据权利要求1所述的微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，其特征在于，胶膜为聚烯烃和使用极性基团改性的聚烯烃的混合物。

3.根据权利要求1所述的微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，其特征在于，发泡方式可以为化学发泡或物理发泡。

4.根据权利要求1所述的微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，其特征在于，微泡的最大直径小于0.6毫米。

5.根据权利要求1所述的微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，其特征在于，该胶膜不仅与EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）胶膜或POE（聚烯烃弹性体）胶膜有粘结力，而且与光伏电池片也有一定的粘结力。

6.根据权利要求1所述的微发泡聚烯烃太阳能光伏组件胶膜，其特征在于，所述胶膜的厚度在0.2～1毫米。